Nghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng ở huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang theo hướng thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu

Nhà nước Việt Nam ñã ñưa ra một số giải pháp nhằm tạo dựng một nền kinh tế xã hội chung sống với biến ñổi khí hậu, các nhà khoa học ở các Viện nghiên cứu nông nghiệp ñang tập chung nghiê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
-

VŨ TRÍ HỌC

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG CÂY TRỒNG Ở HUYỆN LỤC NAM, TỈNH BẮC GIANG THEO HƯỚNG THÍCH ỨNG VỚI ðIỀU KIỆN BIẾN ðỔI KHÍ HẬU

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃ SỐ: 60 62 01 10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS PHẠM CHÍ THÀNH

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan tất cả các nội dung của Luận văn này hoàn toàn ñược hình thành và phát triển từ những quan ñiểm của chính cá nhân tôi

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn sâu sắc

Hà Nội, ngày 18 tháng 9 năm 2013

Tác giả luận văn

Vũ Trí Học

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Phạm Chí Thành, người thầy ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện

ñề tài, cũng như quá trình hoàn chỉnh luận văn

Xin cảm ơn các thầy cô giáo Ban Quản lý ñào tạo, khoa Nông học, các thầy cô giáo bộ môn Hệ thống Nông nghiệp - Trường ðại học Nông nghiệp

Hà Nội, các bạn bè, ñồng nghiệp, gia ñình và người thân ñã nhiệt tình giúp

ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện ñề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn tới cán bộ ðảng uỷ, UBND, các phòng ban chuyên môn thuộc và các hộ nông dân huyện Lục Nam, ñã tạo mọi ñiều kiện

về cơ sở vật chất và tinh thần ñể tôi hoàn thành tốt thí nghiệm tại ñịa phương

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn những giúp ñỡ quý báu ñó

Hà Nội, ngày 18 tháng 9 năm 2013

Tác giả luận văn

Vũ Trí Học

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ðỒ vii

MỞ ðẦU 1

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 3

2.1 Mục ñích nghiên cứu: 3

2.2 Yêu cầu của ñề tài: 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 4

4 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài 4

PHẦN I - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Cơ sở khoa học 5

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản 5

1.1.2 Cơ sở khoa học 5

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về hệ thống cây trồng 15

1.2.1 Ngoài nước 15

1.2.2 Trong nước 21

1.3 Biến ñổi khí hậu và cải tiến cây trồng 29

1.4 Biến ñổi khí hậu ở Việt Nam và những vấn ñề cần nghiên cứu 33

1.4.1 Biến ñổi khí hậu và hậu quả 33

1.4.2 Lựa chọn các giải pháp giảm thiểu biến ñổi khí hậu trong

nông nghiệp 35

PHẦN II - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 ðối tượng nghiên cứu 37

2.2 Nội dung nghiên cứu 37

2.2.1 Phân tích tác ñộng của yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội chi phối hệ thống cây trồng 37

2.2.2 Hiện trạng biến ñổi khí hậu và hệ thống cây trồng ở Lục nam 37

2.3 Phương pháp nghiên cứu .38

PHẦN III – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43

3.1 Các yếu tố tự nhiên, Kinh tế xã hội huyện Lục Nam chi phối hệ thống cây trồng 43

3.1.1 ðiều kiện tự nhiên 43

3.1.2 Tài nguyên thiên nhiên 45

3.1.3 Các yếu tố xã hội 50

3.1.4.Tình hình phát triển kinh tế 52

3.2 Hiện trạng biến ñổi khí hậu và hệ thống cây trồng ở huyện Lục Nam 60

3.2.1 Khí hậu 60

3.2.2 Những biến ñổi về hệ thống sử dụng ñất nông nghiệp 65

3.2.3 Biến ñổi về loại cây trồng trên ñất ruộng 67

3.2.4 Thực trạng bộ giống cây trồng 68

3.2.5 Hiện trạng cây trồng lợi thế trên ñất ruộng ở Lục Nam 69

3.2.6 Chọn công thưc luân canh lợi thế 70

3.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 74

3.3.1 Vai trò của cây khoai lang 74

3.3.2 Yêu cầu ñiều kiện sinh thái của cây khoai lang và những vấn ñề ñặt ra ñể nghiên cứu 75

3.3.3 Kết quả nghiên cứu trên ñồng ruộng 77

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 94

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Thiệt hại do hạn hán các năm 2003 - 2005 và 2010 34

Bảng 3.1 Tình hình sử dụng ñất qua các năm 46

Bảng 3.2 Một số sản phẩm nông nghiệp chủ yếu ñược sản xuất ở huyện Lục Nam 57

Bảng 3.3 Các sản phẩm lâm nghiệp ñược tạo ra ở huyện Lục Nam 59

Bảng 3.4 Nhiệt ñộ một số năm khảo sát và tung bình 61

Bảng 3.5 So sánh sự khác nhau của nhiệt ñộ một số năm khảo sát và trung bình nhiều năm (%) 62

Bảng 3.6 Lượng mưa một số năm nghiên cứu và trung bình ở Lục Nam 63

Bảng 3.7 Sự khác biệt về lượng mưa của một số năm khảo sát so trung bình (%) 64

Bảng 3.8 Tình hình sử dụng ñất nông nghiệp ở huyện Lục Nam (ha) 66

Bảng 3.9 Những thay ñổi diện tích gieo trồng cây hàng năm qua một số thời ñiểm khảo sát ở huyện Lục Nam 67

Bảng 3.10 Năng suất và hiệu quả kinh tế của những cây trồng nông nghiệp ngắn ngày chủ lực trên ñất ruộng ở Lục Nam 69

Bảng 3.11 Công thức trồng trọt và năng suất cây trồng ở Lục Nam 70

Bảng 3.12 Hiệu quả kinh tế của các công thức trồng trọt ở Lục Nam 71

Bảng 3.13 Hệ thống sử dụng ñất dốc ở huyện Lục Nam 73

Bảng 3.14 Một số ñăc ñiểm thực vật học của các giống thí nghiệm 78

Bảng 3.15 Năng suất thân lá của các giống khoai lang so sánh 78

Bảng 3.16 Số củ trên dây của các giống khoai lang so sánh 79

Bảng 3.17 Khối lượng trung bình củ của các giống khoai lang

nghiên cứu 80

Bảng 3.18 Tỷ lệ sâu ñục thân ở các giống khoai lang nghiên cứu 81

Bảng 3.19 Tỷ lệ bệnh xoăn lá ở các giống khoai lang nghiên cứu 81

Bảng 3.20 Năng suất củ tươi của các giống khoai lang nghiên cứu 82

Bảng 3.21 Năng suất tinh bột của các giống khoai lang nghiên cứu 83

Bảng 3.22 ðộ bở của các giống khoai lang nghiên cứu 83

Bảng 3.23 ðộ ngọt của các giống khoai lang nghiên cứu 84

Bảng 3.24 So sánh hiệu quả kinh tế của sản xuất khoai lang vụ xuân và vụ ñông bằng giống KLC3 ở Lục Nam 85

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ðỒ

Trang

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Biến ñổi khí hậu hiện nay là một thực tế ñã, ñang và sẽ tiếp tục diễn ra trên phạm vi toàn cầu, khu vực và ñịa phương trong một thời gian dài Biến ñổi khí hậu (sự nóng lên toàn cầu và sự dâng lên của nước biển) ñã và sẽ tác ñộng (tiềm tàng) ngày càng mạnh ñến các ñiều kiện tự nhiên, nhất là thiên tai, bão lụt, hạn hán, các hệ sinh thái tự nhiên, kinh tế - xã hội và ñời sống của con người hiện nay và cả các thế hệ tương lai, nhất là ở những vùng có rủi ro cao, nếu loài người không kịp thời có những giải pháp ứng phó thích hợp Như ñã biết khi mà khí hậu thay ñổi thì hệ thống cây trồng cũng thay ñổi theo Tuỳ từng cây, từng thời gian, kết quả của biến ñổi khí hậu có thể gây bất lợi cho hệ thống cây trồng và cũng có thể là tích cực Nhiệm vụ mà con người phải tìm ra là hệ thống cây trồng thích ứng với ñiều kiện khí hậu biến ñổi

Theo FAO thì Việt Nam chịu ảnh hưởng của biến ñổi khí hậu nhiều nhất Nhà nước Việt Nam ñã ñưa ra một số giải pháp nhằm tạo dựng một nền kinh tế xã hội chung sống với biến ñổi khí hậu, các nhà khoa học ở các Viện nghiên cứu nông nghiệp ñang tập chung nghiên cứu chọn lọc những giống cây trồng chịu mặn, chịu hạn, chịu úng,… Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng trọt thích ứng với môi trường khí hậu biến ñổi, các nhà khoa học tuỳ thuộc vào ñiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của ñịa phương mình ñã ñi theo hướng chon loại cây trồng, thời vụ trồng trọt thích ứng với ñiều kiện khí hậu biến ñổi cụ thể của ñịa phương mình Chọn tạo, phát triển các giống cây trồng nông nghiệp, có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với các ñiều kiện bất lợi, thích ứng với các vùng sinh thái khác nhau, ñể ứng phó với biến ñổi khí hậu ñang trở thành chiến lược lớn của ngành nông nghiệp Việt Nam

Huyện Lục Nam nằm trong vùng kinh tế trọng ựiểm, ở phắa đông Bắc tỉnh Bắc Giang, có nhiều ựiều kiện thuận lợi ựể phát triển nông nghiệp hàng hoá Là huyện trung du, có tiềm năng phát triển kinh tế lớn, có hệ thống giao thông phát triển, ựiều kiện sinh thái và kinh tế xã hội rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp Sản xuất truyền thống ở ựây chủ yếu là 2 vụ lúa, một phần diện tắch ựất cao có thể trồng một số loại rau, màu (ngô, lạc, ựỗ tương, khoai lang, rau các loạiẦ) Huyện có diện tắch ựất tự nhiên 59.816,55 ha, trong ựó ựất nông nghiệp là 47.818,68 ha chiếm 79,94% diện tắch ựất tự nhiên Trong những năm gần ựây các sản phẩm nông nghiệp của huyện mang lại hiệu quả kinh tế ựáp ứng các nhu cầu sản phẩm nông nghiệp cho các tỉnh lân cận Trồng trọt là ngành mũi nhọn trong sản xuất nông nghiệp của huyện Lục Nam Tuy nhiên, là huyện miền núi thấp những năm gần ựây Lục Nam ựang chuyển dần diện tắch nông nghiệp sang phát triển các cụm công nghiệp Việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng trong nông nghiệp còn chậm Sản lượng lương thực chưa ựạt so với mục tiêu kế hoạch, trong 5 năm diện tắch cây trồng lúa giảm 800 ha Do ựó mục tiêu bình quân lương thực không ựạt Mặt khác, cùng với ựịa phương khác, nông nghiệp Lục Nam cũng bị những ảnh hưởng cực ựoan của thời tiết như quá nóng, quá lạnh, lũ, hạn, các bệnh mới xuất hiện như virus, rầyẦ; hạn hán cục bộ do mưa ắt, tụt giảm nguồn nước, mực nước trên các hệ thống sông ngòi, hồ ựập do vậy ảnh hưởng hết sức nghiêm trọng ựến sản xuất, biến ựổi khắ hậu cũng tăng, mức ựộ thiệt hại do dịch bệnh gây

ra, ảnh hưởng ựến thời vụ, năng suất cây trồng Tại huyện Lục Nam, theo báo cáo của UBND huyện tình hình nắng nóng liên tục, hạn hán, úngẦ ảnh hưởng rất lớn ựến ựời sống và sản xuất nông nghiệp, ựặc biệt ựối với cây hàng năm như lúa, ngô, ựậu ựỗ Kết quả ựánh giá của phòng Nông nghiệp - PTNT huyện trong năm 2008, 2011 ựợt rét ựậm, rét hại kéo dài ựầu năm 2008, 2011

ựã ảnh hưởng ựến diện tắch phát triển mạ xuân, lúa xuân 8.600 ha, ựợt mưa

úng cuối năm 2008 toàn huyện mất trắng diện tắch cây trồng vụ ựông 15.000

ha Ngoài ra, các cây trồng khác như ngô, lạc, ựậu tương và rau ựậu các loại cũng bị ảnh hưởng do hạn hán, úng hàng năm ựã ảnh hưởng ựến sản xuất nông nghiệp của huyện Vấn ựề ựặt ra: Làm thế nào ựể phát triển nông nghiệp bền vững trong ựó có xây dựng hệ thống cây trồng phù hợp ựiều kiện sinh thái của từng vùng, có giá trị kinh tế cao, ựáp ứng nhu cầu thị trường và bảo vệ môi trường ựang là một trong những nhiệm vụ hàng ựầu của cán bộ và nhân dân huyện Lục Nam trong ựiều kiện huyện miền núi thắch ứng với biến ựổi khắ hậu toàn cầu

Xuất phát từ ựiều kiện thực tế của ựịa phương, tôi ựã lựa chọn ựề tài

ỘNghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng ở huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang theo hướng thắch ứng với ựiều kiện biến ựổi khắ hậuỢ cho luận văn Thạc sỹ

của mình

2 Mục ựắch và yêu cầu của ựề tài

2.1 Mục ựắch nghiên cứu:

Nghiên cứu một số thành phần của hệ thống cây trồng, nhằm lựa chọn

hệ thống cây trồng phù hợp với ựiều kiện khắ hậu biến ựổi góp phần phát triển nông nghiệp theo hướng sản xuát hàng hóa ở huyện Lục Nam

2.2 Yêu cầu của ựề tài:

đánh giá ựúng tác ựộng của biến ựổi khắ hậu tới hệ thống cây trồng huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

Xác ựịnh ựược một số hệ thống cây trồng thắch nghi với ựiều kiện khắ

hậu biến ựổi như hiện nay

đề xuất ựược những biện pháp kỹ thuật phù hợp góp phần phát huy tác dụng tắch cực của hệ thống cây trồng mới

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của ñề tài góp phần làm rõ hơn

mối quan hệ giữa hệ thống cây trồng, hệ thống sản xuất cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao trên cơ sở bố trí cơ cấu cây trồng, né tránh tác ñộng của khí hậu biến ñổi phù hợp với ñiều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội của vùng

nghiên cứu

3.2 Ý nghĩa thực tiễn: Trên cơ sở xác minh ñược hệ thống cây trồng phù

hợp với ñiều kiện khí hậu biến ñổi như: phát triển giống mới, phát triển kỹ thuật trồng trọt thích ứng góp phần nâng cao thu nhập cho người nông dân, hướng tới phát triển nông nghiệp phục vụ cho chương trình xây dựng nông thôn mới

4 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài

ðối tượng nghiên cứu:

+ Môi trường tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Lục Nam

+ Thực trạng hệ thống cây trồng huyện Lục Nam

+ Các giống cây trồng giống mới (lúa, lạc, khoai lang)

Phạm vi nghiên cứu: ðược tiến hành trong phạm vi hành chính của

huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

PHẦN I - TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản

(1) Hệ thống cây trồng là tập hợp các loại cây trồng, giống cây trồng, mùa vụ trồng và các công thức luân canh ở một không gian và thời gian cụ thể Lý Nhạc và cộng sự (1987) [25]

(2) Khắ hậu biến ựổi là sự thay ựổi của khắ hậu khác với quy luật chung, biến ựổi khắ hậu có thể xuất hiện ựột biến, có thể xuất hiện từ từ Trong phạm

vi ựề tài nghiên cứu này là sự biến ựổi từ từ, do tác ựộng của các hoạt ựộng công nghiệp không hợp lý (sự gia tăng của CO2), phá rừng làm mất ựi thế cân bằng giữa O2 và CO2 Do kỹ thuật trồng trọt không phù hợp như chủ sử dụng phân hoá học không hợp lý Phạm Chắ Thành và cộng sự (2012) [31]

(3) Hệ thống cây trồng thắch ứng là hệ thống cây trồng mới ựược cải thiện từ hệ thống cây trồng cũ, ựể xem xét tắnh thắch ứng người ta dựa vào năng suất cây trồng, thông qua hiệu quả kinh tế của cây trồng, giống cây trồng, thời vụ trồng và công thức luân canh, hệ thống cây trồng ắt biến ựộng theo thời gian thì ựối tượng nghiên cứu có tắnh thắch ứng và ngược lại [29]

(4) Xây dựng nông thôn mới Nông thôn mới ựược hiểu là ở ựây là sự kết hợp giữa khoa học công nghệ với tổ chức sản xuất ựể sử dụng hợp lý tài nguyên ựất ựai, khắ hậu và con người nhằm xây dựng môi trường sống lành mạnh, nông dân có thu nhập cao và phát triển ổn ựịnh Phạm Chắ Thành (2012) [31]

1.1.2 Cơ sở khoa học

1.1.2.1 Cơ sở khoa học của việc xây dựng Hệ thống cây trồng (HTCT) hợp lý

Theo các tác giả Tôn Thất Chiểu (1993) [4]; đường Hồng Dật (1996) [7]; Bùi Huy đáp (1979) [10]; (1985) [11]; đào Thế Tuấn (1992) [40]; Phạm

Chí Thành và cộng sự (1996) [29]… Bố trí xây dựng hệ thống cây trồng hợp

lý là biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm sắp xếp lại các hoạt ñộng của hệ sinh thái, lợi dụng tốt nhất ñiều kiện khí hậu và ñặc tính sinh học của cây trồng nhưng lại né tránh ñược thiên tai, hạn chế ñược sâu bệnh và cỏ dại, ñảm bảo sản lượng và tỷ lệ hang hoá cao Việc xác ñịnh hệ thống cây trồng cho một

vụ, một khu vực sản xuất ñảm bảo hiệu quả kinh tế cao ngoài việc giải quyết mối quan hệ giữa hệ thống cây trồng với các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, quần thể sinh vật, tập quán canh tác, có mối quan hệ chặt chẽ với ñịnh hướng sản xuất vùng, khu vực ñó ðịnh hướng sản xuất quyết ñịnh cơ cấu cây trồng, nhưng ñồng thời cơ cấu cây trồng lại là cơ sở hợp lý nhất ñể xác ñịnh, ñịnh hướng sản xuất Vì vậy nghiên cứu bố trí hệ thống cây trồng có cơ sở khoa học sẽ có ý nghĩa quan trọng giúp các nhà quản lý xác ñịnh ñược ñịnh hướng sản xuất một cách ñúng ñắn

Những nghiên cứu mới ñây về hệ thống cây trồng của các tác giả ñã chứng minh ñược mối quan hệ giữa cây trồng với các ñiều kiện tự nhiên

1.1.2.2 Quan hệ giữa khí hậu và HTCT

Theo Trần ðức Hạnh và cộng sự (1997) [16] thì: Khí hậu là một thành phần rất quan trọng của các hệ sinh thái, là tổng hợp các yếu tố thời tiết, là một trong những yếu tố quyết ñịnh hệ thống trồng trọt của mỗi vùng Vì vậy xác ñịnh hệ thống cây trồng, ñiều quan tâm ñầu tiên là các yếu tố cấu thành khí hậu

Khí hậu tạo năng lượng chủ yếu cho quá trình hình thành chất hữu cơ, tạo năng suất cây trồng Hệ thống cây trồng tận dụng cao nhất ñiều kiện khí hậu sẽ có tổng giá trị sản phẩm và giá trị kinh tế cao nhất Hệ thống cây trồng hợp lý là phải tránh ñược tác hại của các ñiều kiện bất lợi của khí hậu Bố trí

hệ thống cây trồng hợp lý cho một vùng là phải tận dụng ñược sản phẩm có

giá trị cao nhất trên cơ sở nắm bắt cụ thể các chế ñộ mưa, nắng trong năm, trong mùa vụ ở từng khu vực

Hệ thống cây trồng và khí hậu có mối quan hệ chặt chẽ Khi mà yếu tố khí hậu ổn ñịnh thì có một hệ thống cây trồng thích ứng và ổn ñịnh Yếu tố khí hậu thay ñổi phụ thuộc nhiều vào hoàn lưu khí quyển của vùng Những yếu tố khí hậu quyết ñịnh ñến hệ thống cây trồng là: Nhiệt ñộ (trung bình, tối cao, tối thấp, biên ñộ nhiệt ñộ), ánh sáng (bức xạ quang hợp, ñộ dài ngày) và nguồn nước (nước mặn, nước ngầm, lượng mưa/năm, thoát hơi nước) Các yếu tố này ảnh hưởng rất lớn ñến sản xuất, chất lượng cây trồng, khi chúng ta tác ñộng theo chiều hướng có lợi thì năng xuất cây trồng cao Dưới ñây là một

số căn cứ:

- Tài nguyên ánh sáng và bức xạ quang hợp:

+/ ðộ dài ngày: ánh sáng bức xạ mặt trời nói chung và ñộ dài ngày nói riêng rất có ý nghĩa trong việc lựa chọn giống cây trồng ñể ñưa vào vùng cần thiết, ñặc biệt với cây trồng có ñộ phản ứng dài ngày ðộ dài ngày ở một vỹ

ñộ không ñổi nhưng thay ñổi theo thời gian và theo mùa Mùa sinh trưởng của cây trồng thay ñổi theo mùa nhiệt và mùa mưa, ẩm Do vậy khi xem xét vai trò của ánh sáng ñối với cây trồng phải xem xét ñộ dài ngày theo mùa sinh trưởng của cây trồng

+/ Bức xạ quang hợp: bức xạ mặt trời ñặc biệt quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Thứ nhất ánh sáng là nguồn năng lượng mà cây xanh chuyển thành năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp; thứ hai, bức xạ là nguồn năng lượng chính trong quá trình bốc hơi, quyết ñịnh nhu cầu nước của cây trồng Những sóng bức xạ tham gia vào quá trình quang hợp gọi là bức xạ hoạt ñộng quang hợp Tổng hợp bức xạ cao hay thấp gián tiếp cho ta biết năng xuất tiềm năng của cây trồng cao hay thấp

+/ Số giờ nắng: Số giờ nắng cũng là cơ sở ựề tắnh ra bức xạ quang hợp

Số giờ nắng liên quan ựến sinh trưởng của cây trồng Số giờ nắng tác ựộng trực tiếp ựến quá trình quang hợp, tổng hợp chất khô của cây trồng, số giờ nắng quyết ựịnh ựộ dài ngày và cường ựộ ánh sáng Theo đào Thế Tuấn (1987) [39]; Số giờ nắng/ngày và cường ựộ ánh sáng ở giai ựoạn cuối vụ liên quan chặt chẽ ựến năng xuất cây trồng (ựối với cây lúa là 45 ngày cuối vụ)

Số giờ nắng/ngày và cả vụ có ý nghĩa quan trọng ựối với cây lúa: Nếu số giờ nắng/ngày dưới 3 giờ thì cây thiếu nắng, từ 3,1 Ờ 6,0 giờ thì cây ựủ nắng, trên

6 giờ là ựiều kiện tối ưu

- Tài nguyên nhiệt:

+/ Tắch nhiệt: Là ựơn vị biểu hiện thời gian cần thiết ựể thực vật hoàn thành một giai ựoạn hay cả một vòng sinh trưởng, phát triển Thông qua tắch nhiệt cả năm của một vùng nào ựó có thể nắm bắt khả năng gieo trồng số vụ trong năm

+/ Biên ựộ ngày, ựêm của nhiệt ựộ (chênh lệch giữa nhiệt ựộ cao nhất

và thấp nhất) ựược xem như là một chỉ tiêu phân loại khắ hậu đối với sản xuất nông nghiệp, biên ựộ ngày, ựêm có tác dụng lớn ựối với quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng, ựặc biệt trong quá trình quang hợp tắch lũy vật chất do quá trình hô hấp vào ban ựêm Do ựó, ựối với từng vùng thời gian

có nhiệt ựộ ngày càng lớn chắnh là thời gian thắch hợp và thuận lợi với quá trình ra hoa, tạo quả và làm hạ (củ) của nhiều loại cây trồng Biên ựô, nhiệt ựộ chênh lệch càng cao thì năng xuất càng cao, do cường ựộ quang hợp ban ngày vẫn ổn ựịnh mà hô hấp lại giảm vào ban ựêm, tạo nên năng xuất cao, ựặc biệt

sẽ làm tăng chất lượng nông sản

- Lượng mưa, chế ựộ mưa:

Mưa là một trong các yếu tố rất quan trọng của khí hậu nói chung và khí hậu nông nghiệp nói riêng Lương mưa trung bình hàng tháng hay hàng năm chỉ thể hiện ñặc trưng chung của một vùng khí hậu nhất ñịnh Nước mưa cung cấp phần lớn lượng nước mà cây yêu cầu, nhất là các vùng ñất không có khả năng tưới tiêu theo hệ thống thủy lợi Nước mưa ảnh hưởng ñến quá trình canh tác và quy hoạch Do vậy, khi xác ñịnh hệ thống cây trồng cũng cần chú

ý ñến lượng mưa hàng năm, hàng vụ ở các tiểu vùng và các vùng sinh thái (Lê Duy Thước (1991) [32]; Bùi Quang Toản và cộng sự (1993) [36]) Lượng mưa hay ñộ ẩm tác ñộng rất rõ ñến quá trình sinh trưởng, phát triển của hầu hết các loại cây trồng, ñặc biệt là giai ñoạn ra hoa Thiếu nước trước hoặc sau khi ra hoa cây sẽ giảm năng xuất rất nghiêm trọng, nhưng ngược lại vào thời

kỳ này nếu mưa nhiều cũng gây tác hại rất lớn, cây khó có khả năng hấp thụ hoàn toàn, ñất ngập úng bị thiếu không khí ảnh hưởng ñến hoạt ñộng của bộ

rễ và sự sinh trưởng của cây

- Chế ñộ gió: Chế ñộ gió ảnh hưởng tới chế ñộ nhiệt và có sự phân bố

rõ theo mùa

+/ Gió mùa ñông bắc: Về mùa ñông do vùng ôn ñới lạnh giá tạo nên các áp lực cao lục ñịa và di chuyển xuống phía Nam hoặc ñông nam ñịa Trung Quốc, rìa phía Nam của nó lấn xuống miền Bắc nước ta gây nên gió mùa ñông bắc Gió mùa ñông bắc ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp ñến khí hậu các tỉnh miền Bắc từ tháng 11 năm trước ñến tháng 3 năm sau Gió mùa ñông bắc ñột ngột làm giảm nhiệt ñộ 7 – 10oC so với bình quân nên thường gây hiệu quả xấu ñến sản xuất nông nghiệp, ñặc biệt là ñối với sản xuất lúa xuân

+/ Gió tây nam khô nóng xuất phát từ áp thấp kho nóng Ấn ðộ - Miến ðiện hoặc từ vịnh Bengan, khi qua dải núi cao Trường Sơn phần nhiều hơi

nước giữ lại ở phía tây nam, khi vào ñến nước ta thì trở lên khô và nóng, nhưng chỉ xuất hiện từng ñợt Ở khu vực các tính miền Bắc, gió tây nam khô nóng thường bắt ñầu vào tháng 6, kết thúc vào tháng 8 và gây hậu quả xấu như: ðất thiếu nước, cây cối khô héo, giảm năng xuất, tăng tích lũy sắt, nhôm,

Ph giảm, gây thoái hóa ñất Gió tây nam nóng xuất hiện làm tăng cường ñộ bốc hơi nước nếu xuất hiện vào thời kỳ lúa xuân trổ bông, thụ phấn sẽ gây ảnh hưởng lớn ñến năng xuất

Khả năng bảo ñảm nhiệt ñộ và ñộ ẩm cho các loại cây trồng ngắn ngày

là 2 yếu tố chính ñể xem xét, bố trí hệ thống cây trồng Từ ñó các nhà nông học ñã ñưa ra các khai niệm về cây ưu nóng, cây ưa lạnh và cây trung gian với nhiệt ñộ ở ranh giới 200C Cây ưa nóng là các loại cây có thể sinh trưởng tốt, ra hoa, kết quả tốt ở nhiệt ñộ trên 200C như cây lúa, lạc, mía…cây ưa lạnh

là những loại cây sinh trưởng tốt, ra hoa, kết quả tốt ở nhiệt ñộ dưới 200C

Bố trí hệ thống cây trồng hợp lý là cần nắm cụ thể các chế ñọ mưa, nắng trong năm, trong từng mùa vụ ở khu vực, có thế mới tận dụng ñược tối ưu các ñiều kiện thời tiết vùng ñó ñể nhằm tạo ra ñược một khối lượng sản phẩm có giá trị cao nhất Việc bố trí hệ thống cây trồng, ñặc biệt với cây hàng năm phụ thuộc rất nhiều vào tổng tích ôn hàng năm ở từng vùng, tiểu vùng sinh thái và nhiệt lượng cây cần ñể hoàn thành chu trình sinh trưởng và phát triển

Sản xuất nông nghiệp Việt Nam ñang trong ñiều kiện biến ñổi khí hậu,

vì vậy càng cần phải xem xét hiện trạng của các yếu tố khí hậu làm căn cứ ñể nghiên cứu về hệ thống cây trồng

1.1.2.3 Quan hệ giữa ñất ñai và hệ thống cây trồng (HTCT)

ðất là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái, là nguồn cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây trồng ðiều kiện ñất ñai là một trong những căn

cứ quan trọng sau ñiều kiện khí hậu ñể bố trí hệ thống cây trồng Tùy thuộc

vào ñiều kiện ñịa hình, ñộ dốc, chế ñộ nước ngầm, thành phần cơ giới của ñất… ñể bố trí hệ thống cấy trồng phù hợp (Phạm Văn Chiêu và cộng sự (1964) [5]; Ngô Thế Dân và cộng sự (1993) [6]; Bùi Thị Xô (1994) [45])

Quá trình sản xuất nông nghiệp trên ñất bằng ít chịu sự tác ñộng của các nhân tố tự nhiên, kinh tế xã hội so với các vùng ñất dốc; tình trạng xói mòn ñất và khô hạn cũng sẽ ít hơn nên tính bền vững của hệ canh tác trên ñất bằng cao hơn; năng suất, sản lượng cây trồng và hiệu quả kinh tế thu ñược cũng cao và ổn ñịnh hơn Một số nhà khoa học nông nghiệp cho rằng quá trình phát triển của hệ thống cây trồng là sự phát triển ñồng ruộng ñi từ ñất cao ñến ñất thấp Có nghĩa là hệ thống cây trồng ñã phát triển trên hệ thống ñất cao trước sau ñó mới ñến ñất thấp, ñây là quá trình hình thành của hệ sinh thái ñồng ruộng

1.1.2.4 Quan hệ giữa loại cây trồng và hệ thống cây trồng (HTCT)

Cây trồng là thành phần chủ yếu của hệ sinh thái nông nghiệp Bố trí hệ thống cây trồng là lựa chọn loại cây trồng nào lợi dụng tốt nhất các ñiều kiện khí hậu, ñất ñai ở vùng ñó, hoặc tạo cho cây trồng phát huy nhiều nhất khả năng thích ứng của chúng với ñiều kiện của vùng (Nguyễn Vy (1982) [42]) Khác với ñiều kiện khí hậu, ñất ñai là yếu tố mà con người ít có khả năng thay ñổi bản chất theo hướng mà con người mong muốn

Các nhà sinh lý học thực vật năm 1960, ñã chứng minh rằng không có loại nhiệt, nước, dinh dưỡng trong ñất… ở một vùng Hơn thế nữa, sau một số dẫn chứng cho thấy các vùng có khí hậu nhiệt ñới thì ánh sáng, nguồn nước, chất dinh dưỡng chưa ñược sử dụng ñúng mức còn có thể khai thác tăng vụ sản xuất lên hơn nữa ðiển hình nhất là cuộc cách mạng xanh ở các nước nhiệt ñới ñã du nhập và sản xuất thành công nhiều giống lúa nước ngắn ngày, năng xuất cao có thể gieo trồng từ 2-3 vụ/năm Các chế ñộ trồng xen, trồng

gối liên tiếp nhau với các loại cây trồng khác nhau ñã ñược chú ý nhiều ở hầu hết các nước có nền nông nghiệp phát triển nhất là ở những nước có ít diện tích canh tác nhưng dân số ñông

Cùng với sự phát triển của lực lượng sản xuất và tiến bộ khoa học, sự phân công trong nội bộ ngành nông nghiệp ngày càng có sự thay ñổi về tỷ lệ

và phát triển thêm nhiều nghề mới, xuất hiện nhiều phân hệ mang tính liên tục

và không ngừng hoàn thiện, phù hợp với nhu cầu tiêu dùng của xã hội về các nông sản phẩm

Quá trình sản xuất và tiêu dùng là 2 quá trình ñan xen mang tính lịch sử

và xã hội, có tác ñộng qua lại với nhau Sản xuất nông nghiệp ngày càng phát triển, phong phú và ña dạng thì càng ñáp ứng ñược nhu cầu tiêu dùng của xã hội ngày càng cao Sự xuất hiện nhu cầu tiêu dùng mới là ñộng lực thúc ñẩy quá trình cải tiến cơ cấu sản xuất nông nghiệp, tạo ra nhiều sản phẩm mới Quan hệ này tuân theo nguyên lý phát triển, ñược chuyển ñổi từ thấp ñến cao,

từ ñơn giản ñến phức tạp và ngày càng hoàn thiện hơn

1.1.2.5 Quan hệ giữa phương thức canh tác, quần thể sinh vật với HTCT

Các biện pháp kỹ thuật như làm ñất, tưới nước, bón phân, chăm sóc, cải tạo ñất, trừ cỏ dại, sâu bệnh, chọn tạo giống cây trồng năng suất cao, chất lượng tốt, luân canh cây trồng theo thời vụ… ñều ñược coi là liên quan chặt chẽ ñến hệ thống cây trồng Trong các hệ thống sinh vật nhân tạo, các thành phần cỏ dại, thực vật bậc thấp, ñộng vật nhỏ, côn trùng, vi sinh vật là những quần thể sinh vật sống Do ñó khi bố trí hệ thống cây trồng cần chú ý các mối quan hệ này ñể hệ thống cây trồng ñạt hiệu quả kinh tế cao nhất (Nguyễn Vy (1991) [43])

Các tiêu chuẩn cần có của hệ thống nông nghiệp là sự phối hợp giữa cây trồng và gia súc, phương pháp trồng trọt và chăn nuôi gia súc, cường ñộ

lao ñộng, vốn ñầu tư, kiểu tổ chức sản xuất và tính chất hàng hóa, khả năng tiêu thụ sản phẩm

Luân canh là biện pháp kỹ thuật nông nghiệp hoàn chỉnh có tổ chức ñể hoàn thành mục tiêu sản xuất nông nghiệp ở một vùng, tiểu vùng khu vực nhất ñịnh dựa trên cơ sở lợi dụng tốt nhất các ñiều kiện tự nhiên và xã hội ở vùng ñó Các chế ñộ canh tác khác nhau như thủy lợi, phân bón, nước ñất, bảo

vệ thực vật,…ðều căn cứ vào loại cây trồng, giống cây trồng và trình tự luân canh trong hệ thống luân canh

Mối quan hệ giữa các loại cây trồng trong hệ thống luân canh là quan

hệ giữa cây trồng trước với cây trồng sau và ảnh hưởng của chúng trong một

cơ cấu cây trồng ở một vùng hay tiểu sinh thái ðiều ñó cho thấy trong bố trí

cơ cấu cây trồng, việc xác ñịnh cây trồng trước và sau là rất quan trọng, vừa ñáp ứng ñược mục ñích sản xuất, vừa lợi dụng ñược các ñiều kiện tốt nhất của

tự nhiên giúp cây trồng hoàn chỉnh hơn trong hệ thống luân canh

Cây trồng ở mỗi vùng có khả năng thích nghi với ñiều kiện ngoại cảnh

và thường xuyên bị chi phối bởi các quy luật tự nhiên ðiều kiện tự nhiên của từng tiểu vùng sinh thái ñều có những nét ñặc thù, do ñó khi ñưa một loại cây trồng mới vào ñể thay ñổi cơ cấu cây trồng và cải tiến hệ thống cây trồng cần phải chú ý ñến tính chất này Bố trí cây trồng hoặc giống mới vào một ñịa bàn

cụ thể nhằm ñạt ñược lợi ích kinh tế cao hơn chú ý ñáp ứng thỏa mãn nhu cầu sinh thái của nó

Theo quan ñiểm sinh thái cây trồng không có loại cây trồng nào có khả năng sử dụng hết nguồn tài nguyên thiên nhiên ở một vùng nông nghiệp Một trong những biện pháp kinh tế - kỹ thuật nhằm tận dụng tối ña nguồn lợi tự nhiên và kinh tế, xã hội và bố trí hệ thống cây trồng hợp lý cho một vùng hay một ñơn vị sản xuất nông nghiệp Hệ thống cây trồng là một trong những nội

dung của hệ thống biện pháp kỹ thuật gọi là chế ựộ canh tác Hệ thống cây trồng là yếu tố cơ bản nhất của chế ựộ canh tác vì chắnh cây trồng quyết ựịnh nội dung của biện pháp kỹ thuật khác Có thể tóm tắt mối quan hệ giữa cây trồng và môi trường qua sơ ựồ sau

(Nguồn: đào Thế Tuấn, 1962 [38]

Sơ ựồ 1.1: Mối quan hệ giữa cây trồng và môi trường

Trên cơ sở lý luận về hệ thống cây trồng và thực tế sản xuất nông nghiệp ở nước ta trong thời gian qua, viện sĩ đào Thế Tuấn (1987) [39] ựã nhận ựịnh: Việc phát triển trồng trọt trong thời gian tới cần phải dựa vào

ỘHiệu ứng hệ thốngỢ bằng cách bố trắ lại hệ thống cây trồng thắch hợp với các ựiều kiện ựất ựai, khắ hậu và các chế ựộ khác Phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm khai thác, sử dụng cao nhất các nguồn lợi tự nhiên, lao ựộng đa dạng hóa cây trồng về chủng loại, giốngẦ là một biện pháp nâng cao tắnh hiệu quả của hệ thống

Tác ựộng của con người

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về hệ thống cây trồng

1.2.1 Ngoài nước

Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp lâu dài, ở những ựiều kiện sinh thái và xã hội khác nhau, ở nhiều nơi trên trái ựất vào những thời ựiểm nhất ựịnh của lịch sử ựã hình thành những trung tâm cây trồng chủ yếu của nhân loại, bao gồm cây dại và cây trồng Lịch sử nông nghiệp thế giới cũng chỉ rõ việc chuyển ựổi sản xuất nông nghiệp hàng hóa gắn liền với biến ựổi sâu sắc

hệ thống cây trồng

- Từ cuối thế kỷ 18, ựầu thế kỷ 19, cuộc cách mạng hệ thống cây trồng ựược bắt ựầu ở một số nước Tây âu, chế ựộ ựộc canh trong sản xuất nông nghiệp ựược thay thế bằng các chế ựộ luân canh cây ngũ cốc và ựồng cỏ, ựồng thời sử dụng các loại cây họ ựậu làm thức ăn gia súc kết hợp với công cụ cải tiến là phân bón ựã thực sự nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp (dẫn theo Phạm Chắ Thành và cộng sự (1996) [29]) Các chế ựộ luân canh này ựánh dấu một bước ngoặt trong quá trình phát triển nông nghiệp của Châu Âu Theo chế ựộ luân canh này, hệ thống cây trồng gồm một số cây chăm sóc giữa hàng như khoai tây, cây lấy củ, ngũ cốc, cỏ ba lá và ngũ cốc mùa hè Chế ựộ luân canh này cũng ựồng thời với việc tăng cường các biện pháp kỹ thuật như làm ựất, bón phân Ầ Chắnh vì lẽ ựó, năng suất ngũ cốc ựược tăng lên gấp 2 lần so với chế ựộ luân canh cũ và sản phẩm lương thực, thực phẩm ựược tăng lên gấp 4 lần trên cùng 1ha ựất canh tác (như các loại cây có củ, quả ựược ựưa thêm vào hệ thống cây trồng và năng suất của chắnh cây ngũ cốc ựược tăng lên) Chế ựộ luân canh mới này ựã tạo ra những ựiểm ựột phá thắng lợi như Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp và tiếp theo các nước Châu Âu khác (dẫn theo Bùi Huy đáp (1996) [13]

Từ những thập niên 60 của thế kỷ 20, các nhà sinh lý thực vật ựã nhận

ra rằng không một loại cây trồng nào có thể sử dụng hoàn toàn triệt ựể tài

nguyên thiên nhiên của mỗi vùng Lấy căn cứ vào các mối liên hệ giữa cây trồng với môi trường và công tác quản lý nông nghiệp, ựể tìm ra phương pháp nghiên cứu hệ thống công thức luân canh cây trồng mới, với hệ canh tác ựơn giản ựể thay thế hệ thống canh tác cũ, khắc phục tình trạng mất cân bằng sinh học, có hiệu quả kinh tế cao hơn và có khả năng thỏa mãn nhu cầu của con người mà không bóc lột ựất ựai, không gây ô nhiễm môi trường

- Các viện nghiên cứu nông nghiệp trên thế giới hàng năm ựã lai tạo, tuyển chọn ra nhiều loại cây trồng mới, ựưa ra nhiều công thức luân canh, quy trình kỹ thuật tiến bộ, ựề xuất cơ cấu cây trồng thắch hợp cho từng vùng sinh thái nhằm tăng năng suất, sản lượng và giá trị sản lượng trên 1 ựơn vị diện tắch canh tác đặc biệt là Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ựã góp nhiều thành tựu về cơ cấu giống lúa (dẫn theo Vũ Tuyên Hoàng (1995) [19]

- Ở châu Á chế ựộ xen canh, gối vụ truyền thống cũng ựã ựược nghiên cứu và phát triển Năm 1960, Hàn Quốc, đài Loan ựã ựạt chỉ số thâm canh tăng vụ 1,5 và 1,8 lần Cùng thời kỳ này các nhà nghiên cứu của Viện lúa IRRI ựã nhận thức rằng các giống lúa mới thấp cây, cứng lá tiềm năng năng suất cao cũng chỉ có thể giải quyết vấn ựề lương thực phạm vi han chế Do ựó

từ những năm ựầu của thập kỷ 70 họ ựã ựi sâu nghiên cứu toàn bộ hệ thống cây trồng trên ựất lúa theo hướng lấy lúa làm cây chủ ựạo và tăng cường phát triển các loại cây hoa màu trồng cạn Các chế ựộ trồng xen, trồng gối, trồng nối tiếp ngày càng ựược chú ý nghiên cứu Ở châu Á ựã hình thành một

Ộmạng lưới hệ canh tácỢ ựó là một tổ chức hợp tác nghiên cứu giữa Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) và nhiều quốc gia trong vùng Hệ thống cây trồng trong mạng lưới này rất ựa dạng và phong phú với nhiều mục tiêu cụ thể như: Thử nghiệm tăng vụ bằng các cây trồng mới ngắn ngày ựể thu hoạch trước mùa mưa lũ hoặc xen canh, luân canh tăng vụ, xác ựịnh hiệu quả kinh tế

của các công thức luân canh hoặc khắc phục những yếu tố hạn chế ñể ñạt ñược hiệu quả kinh tế cao

- Chương trình nghiên cứu nông nghiệp phối hợp toàn Ấn ðộ từ năm

1960 - 1972 lấy hệ thâm canh tăng vụ chu kỳ 1 năm làm chiến lược phát triển sản xuất nông nghiệp ñã kết luận: “Hệ canh tác danh ưu tiên cho cây lương thực, chu kỳ 1 năm 2 vụ ngũ cốc (2 vụ lúa nước, hoặc 1 vụ lúa nước 1 vụ lúa mỳ) ñưa thêm vào 1 vụ trồng cây họ ñậu” ðiều này ñã giải quyết ñược các vấn ñề chính là khai thác tối ưu tài nguyên của ñất ñai, góp phần ảnh hưởng tích cực ñến chế ñộ phì của ñất trồng trọt và ñảm bảo lợi ích của người nông dân Việc phát triển nhiều giống cây trồng cùng với việc bố trí lại cơ cấu cây trồng hợp lý ñã ñưa Ấn ðộ từ một nước thường xuyên thiếu lương thực trở thành một nước ñủ ăn và có dư thừa ñể xuất khẩu Cũng ở Ấn ðộ các nhà khoa học ñã ñề cập ñến cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý phụ thuộc vào ñiều kiện canh tác, các chính sách và giá cả nông sản hang hóa Do ñó, hàng loạt các công thức luân canh cho các vùng, tiểu vùng sinh thái

- Nhật Bản là một nước có ñiều kiện tự nhiên không thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Do ñó các nhà khoa học Nhật Bản ñã tập chung nghiên cứu

và ñề ra các chính sách quan trọng, xây dựng những chương trình có mục tiêu như an toàn lương thực, cải cách ruộng ñất, ổn ñịnh thị trường nông sản và ñẩy mạnh công tác khuyến nông, nhằm ñảm bảo an toàn thực phẩm và thực hiện một số giải pháp về kỹ thuật cải cách nông thôn… nhờ vậy cho ñến nay Nhật Bản trở thành một quốc gia có nền nông nghiệp hiện ñại hang ñầu thế giới Các nhà khoa học Nhật Bản ñã hệ thống hóa 4 tiêu chuẩn của hệ thống cây trồng là sự phối hợp giữa cây trồng và vật nuôi, các phương pháp trồng trọt và chăn nuôi gia súc, cường ñộ lao ñộng, tổ chức sản xuất ra sản phẩm làm

ra, tính chất hang hóa của sản phẩm (dẫn theo Nguyễn Duy Tính (1995) [35]

- đài Loan là một nước có diện tắch sản xuất nông nghiệp rất thấp, nhưng do cải tiến các biện pháp kỹ thuật , thực hiện các chắnh sách khuyến khắch nên ựã tạo cho nông nghiệp có những phát triển vượt bậc, không những cung cấp dồi dào lương thực mà còn chuyển vốn cho những ngành khác, ựóng góp rất lớn cho công cuộc ựẩy mạnh công nghiệp hóa và thúc ựẩy nền kinh tế quốc dân phát triển đài Loan thực hiện áp dụng rộng rãi kỹ thuật vi sinh ựể nâng cao sản xuất, sản lượng cây trồng, nâng cao khả năng canh tác của ựất ựai, nhập them nhiều giống cây mới có giá trị kinh tế caoẦ Những biện pháp

ựó ựã giúp đài Loan chuyển sang nền nông nghiệp hang hóa và xuất khẩu nhiều nông sản, ựồng thời có ựiều kiện ựể ựầu tư phát triển sản xuất nông nghiệp ở một số nước ựang phát triển, trong ựó có Việt Nam đài Loan ựã thành công trong việc nghiên cứu cây màu chịu bang ựể trồng xen trong mắa Các giống cây trồng màu chịu hạn trồng vào mùa khô ựể tăng vụ sau khi thu hoạch lúa mùa để phát triển nông nghiệp nông thôn, đài Loan ựã tiến hành cải cách ruộng ựất, cải tiến kỹ thuật, phát triển nông nghiệp, thúc ựẩy kiến thiết nông thôn Cơ cấu sản xuất nông nghiệp cũng dịch chuyển theo hướng phù hợp với yêu cầu của công nghiệp hóa, giảm tỷ trọng ngành trồng trọt từ 71,9% (năm 1952) xuống 47,1% (năm 1981) và xuống dưới 10% (năm 2010), tăng tỷ trọng giá trị sản xuất công nghiệp từ 15,6% (năm 1952) lên 19,5% (năm 1981) và trên 50% (năm 2010)

- Hệ canh tác và công thức luân canh ở những khu vực ựồng bằng của châu Á kể cả trên ựất lúa khá ựa dạng, nhưng nhìn chung các chế ựộ cây trồng ựều có chế ựộ luân canh giữa cây trồng nước và cây trồng cạn, giữa cây lương thực và cây họ ựậu, hoặc luân canh không gian và thời gian, với các loại cây trồng khác nhau như lúa, ngô, ựậu, ựỗ, khoaiẦ Vấn ựề này cũng ựã ựược nhiều nhà khoa học nghiên cứu, ựề cập và có những kết luận chắnh sác Mục

ñích của các nhà nghiên cứu là nhằm tìm ra cơ cấu luân canh cây trồng hợp lý

và nâng cao hiệu quả của các công thức luân canh

+ Từ năm 1975, tại châu Á ñã hình thành mạng lưới nghiên cứu hệ thống cây trồng với 4 nước thành viên, ñến thập kỷ 80 ñã mở rộng phạm vi ñến 16 nước và ñã tổ chức hội nghị ở Thái Lan vào năm 1981 Các nhà khoa học của các nước thành viên ñã thống nhất một số giải pháp trong chuyển ñổi

cơ cấu cây trồng tại những khu vực ñồng bằng của châu Á như sau: Tăng vụ ngắn ngày, thu hoạch trước mùa lũ; Thử nghiệm tăng vụ cây màu bằng các cây giống mới, xen canh, luân canh, tìm và khắc phục các yếu tố hạn chế ñể phát triển công thức ñạt kết quả cao (dẫn theo Lý Nhạc và cộng sự 1987 [25])

Ở Thái Lan công thức ñộc canh lúa xuân – lúa mùa hiệu quả kinh tế thấp và chi phí thủy lợi quá lớn, hơn nữa do ñộc canh lúa ñã giảm ñộ phì nhiêu của ñất Vì vậy, họ chuyển sang sản xuất theo hướng công thức luân canh ñậu tương - lúa mùa, hiệu quả kinh tế tăng gấp ñôi, ñồng thời ñộ phì ñất cũng tăng lên rõ rệt (dẫn theo Nguyễn Duy Tính (1995) [35] Mô hình sử dụng ñất dốc hợp lý của Thái Lan bằng cách trồng cây họ ñậu thành băng theo ñường ñồng mức ñể chống xói mòn, tăng ñộ phì cho ñất ñem lại hiệu quả kinh

tế cao Hệ thống cây trồng kết hợp trồng xen cây họ ñậu với cây lương thực trên ñất dốc ñã làm tăng năng xuất cây trồng, tăng ñược chất xanh tại chỗ, tăng nguồn vi sinh vật có ích trong ñất Bình quân lương thực của Thái Lan trong 10 năm (1977 - 1987) ñã tăng 3%, trong ñó lúa gạo tăng 2,4%, ngô tăng 6,1%, ngoài ra các cây trồng có giá trị kinh tế cao như dừa, cao su, cà phê, chè cũng ñược chú ý phát triển… nhờ sản xuất nông nghiệp theo xu hướng ña dạng cây trồng, ña thời vụ găn với thị trường nên giá trị nông sản ñã chiếm tỷ trọng lớn trong tổng kim ngạch xuất khẩu

Ở Trung Quốc, hệ thống cây trồng phổ biến là 2 vụ lúa + mì, hoặc ñậu

Hà Lan, khoai tây… trên các vùng ñất một vụ lúa thì hệ thống cây trồng là 1

vụ lúa + 1 vu cây trồng cạn (dẫn theo Bùi Thị Xô (1994) [45])

+ Bangladet ñã xây dựng hệ thống canh tác kết hợp một biến dạng cua

hệ canh tác nhiều loại khác nhau trên cùng một lô ñất Lợi ích của việc trồng kết hợp là làm tăng hiệu quả sử dụng ñất, nước, ánh sáng, dinh dưỡng ñất, phân bón tạo ñiều kiện sinh thái tốt cho cây trồng sinh trưởng, phát triển và hạn chế sâu bệnh phá hại Ở ñây còn áp dung phương pháp “cây trồng ñồng hành” trong việc trồng xen kẽ ñể giảm sâu bệnh, như gắn trồng hành với bắp cải, mùi của hành tỏa ra ñã làm hạn chế côn trùng xuất hiện gây hại bắp cải

- Một số nước ở khu vực ñông nam á ñã có nhiều công trình nghiên cứu

về hệ nông nghiệp, cơ cấu cây trồng, kết quả nghiên cứu ñã góp phần nâng cao năng xuất, sản lượng và giá trị của cây trồng Ở Philippin ñã tiến hành nghiên cứu hệ cây trồng trên các loại ñất cao và thấp trong trong ñiều kiện có tưới và nhờ nước trời Còn Indonesia ñã thử nghiệm các mô hình tăng vụ và

ña dạng hóa cây trồng trên các loại ñất có tưới 10 tháng, 7 tháng và 5 tháng Những mô hình thử nghiệm có 3 vụ lúa, 2 vụ lúa + 1 vụ màu, 1 vụ lúa + 1 vụ màu ñã ñược áp dụng và nhân ra diện rộng, các cây màu chủ yếu là cây họ ñậu, các loại rau, ngô

- Hiện nay xu hướng nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp là tập trung nghiên cứu cải tiến hệ thống cây trồng trên các vùng ñất bằng cách ñưa thêm một số loại cây trồng mới vào hệ canh tác nhằm tăng sản lượng nông sản trên 1 ñơn vị diện tích canh tác trong 1 năm Cải thiện cơ cấu cây trồng theo hướng kết hợp hiệu quả kinh tế - xã hội với bảo vệ môi trường nhằm xây dựng nền nông nghiệp sinh thái phát triển bền vững (dẫn theo Nguyễn Duy Tính (1995) [35])

- Gần ựây các chương trình ựầu tư cho nghiên cứu nông nghiệp của Liên Hợp Quôc ựang ứng dụng chế ựộ canh tác hợp lý (dry farming) ở các loại hình ựất dốc ựồi núi theo hệ thống nông Ờ lâm kết hợp Theo hướng này việc trồng cây rừng Ờ cây nông nghiệp và phát triển chăn nuôi ở một vùng ựồi phù hợp với ựiều kiện sinh thái ựã ựạt ựược những hiệu quả kinh tế nhất ựịnh

và cho áp dụng ở diện rộng (dẫn theo Lê Thanh Hà (1993) [15]) Chương trình SALT (Sloping Agriculturral Land Technology) của Philippin ựã ựạt ựược nhiều thành công trong nghiên cứu hệ thống cây trồng và biện pháp canh tác, cụ thể là: Cây hàng năm và cây lâu năm ựược trồng thành băng xen

kẽ nhau rộng 4 Ờ 5m, các loại cây họ ựậu có khả năng cố ựịnh ựạm ựược trồng thành 2 hàng rào cao lên trên 1,5m, người ta ựốn gốc cách mặt ựất cỡ 40cm, cành lá ựược dùng dải lên băng che phủ ẩm và chống sói mòn Cây lâu năm thường là cà phê, cao su, camẦ Hệ số kinh tế thu nhập từ hệ thống cây trồng này cao hơn 3 lần so với hệ thống ựộc canh cổ truyền Mô hình này cũng ựược áp dụng ở Nigeria - gọi là canh tác theo băng (dẫn theo Lê Duy Thước (1991) [32])

1.2.2 Trong nước

- Nền nông nghiệp nước ta từ những thời kỳ xa xưa cũng ựã có một hệ thống cây trồng khá phong phú và ựược phát sinh từ rất sớm với lịch sử dân tộc Cùng với lúa nước là các loại cây lương thực chủ yếu, trong cơ cấu cây trồng ựã có thêm rất nhiều loại cây khác, bao gồm cả cây nhiệt ựới, á nhiệt ựới

và một số loại rau ôn ựới Những giống cây trồng di thực từ phương Bắc xuống hoặc từ phương Nam lên, ựặc biệt là từ khi chủ nghĩa tư bản châu Âu xâm lược vào các nước phương ựông thì số lượng các loại cây trồng mới từ các lục ựịa khác ựem vào nước ta ngày càng nhiều và ựã làm cho hệ thống cây trồng ở một số vùng thay ựổi ựáng kể (Bùi Huy đáp (1993) [12]

- Lịch sử ựã ghi lại, từ thời Hùng Vương dân ta ựã di chuyển từ vùng

gò ựồi xuống vùng ựồng bằng ven biển ựể khai hoang, xây dựng ựồng ruộng sản xuất nông nghiệp và hình thành lên các thôn, bản Trong cuốn ỘVân ựại loại ngữỢ, tác giả Lê Quý đôn Ờ một học giả nổi tiếng của Việt Nam ựã ghi chép nhiều giống lúa tẻ, lúa nếp mà dân ta thường gieo cấy từ thời Tiền Lê (980-1005), (Bùi Huy đáp (1985) [11]

- Thời Nam Bắc phân tranh (1533-1788) và tiếp theo là thời các vua triều Nguyễn (1802-1945) có những bậc Ộthần hoàngỢ nổi tiếng như Nguyễn

Lộ, Nguyễn Tri Phương, Nguyễn Công Trứ ựã ựưa dân ựi khai khẩn ựất ựai ở các vùng ựồng bằng sông Hồng, ựồng bằng sông Cửu Long, xây dựng các công trình thủy lợi tưới tiêu và cải tạo ựất, lựa chọn hệ thống cây trồng, bố trắ mùa vụ sản xuất, quy hoạch sử dụng ựất lâu bền

- Dưới thời Pháp thuộc (1867-1945), nhiều giống cây trồng mới ựã ựược tuyển chọn trong nước hoặc du nhập từ nước ngoài vào sản xuất trong nước ở các ựồn ựiền như: cà phê, cam, quýt, chè Ầ, ựặc biệt là cây cao su ựã ựược trồng với quy mô rộng lớn và ựược mở rộng ựến tận Thanh Hóa Tuy nhiên, ở nước ta cây lúa vẫn là cây trồng chắnh

- Do yêu cầu của việc tăng năng suất, sản lượng cây trồng ựể ựáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm của con người nên các nhà nghiên cứu về trồng xen, trồng gối, luôn canh, tăng vụ ựược nghiên cứu từ rất sớm về việc nghiên cứu thống nông nghiệp ựược bắt ựầu từ nghiên cứu cây trồng

Trong nghiên cứu hệ thống canh tác phải bắt ựầu bằng công tác, kiểm

kê, phân tắch, ựánh giá ựiều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và hệ canh tác truyền thống Việc cải tiến những hệ thống canh tác của nông nghiệp ựang ựược các nhà khoa học nông nghiệp nước ta quan tâm nghiên cứu và bước

ựầu ựạt ựược kết quả khả quan Chỉ vào ựầu những năm 1960 công tác nghiên cứu về hệ cây trồng mới ở nước ta mới ựược các nhà khoa học thực sự chú ý

- Tác giả (Bùi Huy đáp (1979) [10] khi nghiên cứu cây trồng trên ựất canh tác chủ yếu nhờ nước trời ở miền Bắc ựã ựề xuất cơ cấu cây trồng là 2

vụ màu ựông và xuân và sản xuất tiếp lúa mùa Trong vụ xuân trồng các loại cây màu có thời gian sinh trưởng dài ngắn khác nhau tùy theo trồng lúa mùa sớm hay mùa chắnh vụ đây là chế ựộ canh tác có thể sử dụng triệt ựể tiềm năng của các loại ựất cao hạn cấy 1 vụ lúa mùa nhờ nước trời Trên chân ựất chuyên mầu của vùng ựất bãi ven sông, hệ thống cây trồng ựem lại hiệu quả kinh tế cao là ngô thu ựông (rau màu thu ựông) - ngô xuân (ựậu tương, rau ựậu các loại Ầ) Ngay sau khi nước rút tiến hành trồng ngô thu ựông (hoặc rau ựậu sớm), sau ựó trồng ngô Xuân (hoặc ựậu tương, rau ựậu các loại)

- Trong hệ thống luân canh trên ựất bạc màu ở miền Bắc Việt Nam, cây

vụ ựông có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ ựất, nhờ vụ ựông mà ựất trồng ựược che phủ trong suốt thời kì khô hạn (trong ựiều kiện khắ hậu khô hạn, ựất màu bị thoái hóa nhanh nhất, ựồng thời các chất hữu cơ phân hủy mạnh) Cây

vụ ựông ựã làm tăng ựộ ẩm của ựất từ 30-50% so với không trồng cây vụ ựông đất bạc màu có trồng cây vụ ựông ựều làm tăng năng suất cây trồng vụ sau một cách rõ rệt ((Bùi Huy đáp (1996) [13]), Nguyễn Duy Tắnh và cộng sự (1995) [35])

- Theo tác giả Phạm Chắ Thành (1988 [30]): cải tiến cơ cấu cây trồng trong thời gian cần nghiên cứu bố trắ lại hệ thống cây trồng thắch hợp với các ựiều kiện ựất ựai và chế ựộ nước khác nhau, phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm khai thác cao nhất các nguồn lợi tự nhiên, lao ựộng và sử dụng có hiệu quả các nguồn vốn ựầu tư đa dạng giống cây trồng và các loại cây trồng là biện pháp tắch cực ựể nâng cao tắnh ổn ựịnh của hệ thống, có liên

quan chặt chẽ với ựiều kiện ngoại cảnh, có vai trò quan trọng trong cải tiến cơ cấu cây trồng để tăng năng suất cần tác ựộng các biện pháp kỹ thuật thắch hợp theo yêu cầu của giống Sử dụng giống tốt là một biện pháp ựể tăng năng suất, ắt tốn kém

- điều kiện sản xuất nông nghiệp ở nước ta còn gặp nhiều khó khăn, chịu nhiều rủi ro (bão, lụt, hạn hán, sâu bệnh Ầ) nên năng suất, sản lượng cây trồng không ổn ựịnh, bấp bênh Một số giống cây trồng ựịa phương có khả năng chống chịu khá với ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận ổn ựịnh nhưng năng suất lại thấp, không ựáp ứng ựược nhu cầu của con người Do vậy cần có bộ giống tốt, năng suất cao, ổn ựịnh, phù hợp với ựiều kiện sinh thái của từng vùng cụ thể theo nguyên tắc Ộựất nào - cây ấyỢ.Nguyễn Vy (1982 [42])

- Tác giả Vũ Tuyên Hoàng (1995 [19]) khi nghiên cứu, chọn, tạo giống lúa cho các vùng khô hạn, ngập úng, chua phèn ựã nhận xét: So với các vùng thâm canh, các vùng khó khăn còn yên cầu thêm về giống mới thắch hợp hơn nữa, các tieu chuẩn giống chống chịu cũng cần ựược xác nhận chuẩn xác hơn đối với các vùng khó khăn, công tác cải tạo ựất và nguồn nước luôn cần kết hợp với giống và các biện pháp kỹ thuật thắch hợp ựể tăng năng suất

Ở mỗi vùng hay khu vực có ựiều kiện sinh thái ựất ựai, khắ hậu khác nhau, vì vậy yêu cầu các nhà khoa học cũng phải có những nghiên cứu ựể xây dựng cơ cấu cây trồng, hệ thống cây trồng phù hợp cho từng vùng hay khu vực

- Tại vùng ựồng bằng sông hồng (đBSH), viện sỹ đào Thế Tuấn (1992) [40] khi nghiên cứu mô phỏng chiến lược nông nghiệp của vùng ựã khẳng ựịnh: để phát triển nông nghiệp vùng đBSH theo hướng sản xuất hàng hóa, bền vững và ổn ựịnh cần thực hiện theo các hướng: Tăng sản xuất lương thực, tăng sản xuất các sản phẩm xuất khẩu, tạo việc làm mới ựể ổn ựịnh ựời sống nông dân

Khi nghiên cứu vùng ựất thường xuyên ngập úng của huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang, tác giả Nguyễn Văn Hoàn (1999) [17] cho biết nếu chỉ ựơn thuần cấy 1 vụ lúa/năm thì lợi nhuận thu ựược là 5,8 triệu ựồng/năm/ha (nơi nghiên cứu), còn nếu cấy lúa kết hợp nuôi cá thì lợi nhuận thu ựược sẽ là 13,7 triệu ựồng/ha

Bùi Thị Xô (1994) [44] ựã tiến hành xây dựng mô hình thử nghiệm ựánh giá hiệu quả kinh tế một số công thức luân canh trên các vùng ựất khác nhau của Hà Nội, kết quả thu ựược như sau:

+ Vùng thâm canh: Hiệu quả kinh tế ựạt từ 115-339% so với mô hình cũ + Vùng ựất bạc màu: Hiệu quả kinh tế ựạt 130-167% so với mô hình cũ + Vùng ựất trũng: Với công thức lúa Xuân-cá giống, hiệu quả kinh tế thu ựược rất cao Tổng giá trị sản phẩm ựạt 72 triệu ựồng/ha/năm

- Tại vùng đồng bằng sông Cửu Long có khả năng thâm canh, tăng vụ

và ựa dạng hóa cây trồng ở vùng phù sa chủ ựộng nước ven sông Tiền, sông Hậu có nhận xét: Các mô hình chuyên canh lúa ựều sử dụng rất nhiều nước vào mùa khô, trong khi ựó các mô hình luân canh 1 vụ lúa + 1 vụ màu, cây ăn quả hay cây mắa sử dụng tiết kiệm nước hơn

- Viện sỹ đào Thế Tuấn (1962) [38]) ựã nêu các vấn ựề tồn tại của hệ thống nông nghiệp của vùng đBSH tốc ựộ tăng sản lượng lương thực không cao (1,9%/năm), diện tắch thâm canh ắt, chưa có những tiến bộ kỹ thuật cho vùng khó khăn, năng xuất và sản lượng không ổn ựịnh (biến ựộng 6,9%) Nguyên nhân chủ yếu của những tồn tại là do thiên tai, sâu bệnh, tỷ lệ nông sản xuất khẩu thấp, ngành nghề kém phát triểnẦtừ ựó ông ựề xuất phương hướng cho sự phát triển của hệ thống nông nghiệp vùng đBSH là: (l) Lợi dụng tốt các ựiều kiện khắ hậu và tránh những tác hại của thiên tai, (2) Lợi

dưỡng trở lại cho ựất ựộ phì nhiêu, (3) Lợi dụng tốt nhất các ựặc tắnh sinh học của cây trồng (như khả năng cho năng xuất cao, phẩm chất tốt, ngắn ngày, thắch ứng rộng, chống chịu ựược các ựiều kiện ngoại cảnh bất thuận), (4) Tránh ựược sự phá hoại của sâu bệnh, cỏ dại với việc sử dụng ắt nhất các biện pháp hóa học, (5) đảm bảo tỷ lệ sản phẩm hàng hóa cao, có hiệu quả kinh tế cao, (6) đảm bảo hỗ trợ cho các ngành sản xuất chắnh và phát triển chăn nuôi, tận dụng các nguồn lợi thiên nhiên (đào Thế Tuấn (1962) [38])

Một số tác giả khi nghiên cứu về bố trắ cơ cấu cây trồng ở đBSH ựã ựi ựến kết luận: ỘTrên ựất 2 vụ lúa, ựưa cơ cấu vụ lúa Xuân bằng các giống lúa ngắn ngày ựã ựể lại một khoảng thời gian trống giữa hai vụ lúa (từ sau thu hoạch vụ lúa mùa ựến khi cấy lúa xuân) nên ựã tạo ựiều kiện ựể xây dựng một

hệ thống cây trồng có hiệu quả cao trên ựất 2 vụ lúaỢ đồng thời tác giả cũng ựưa ra những mô hình hệ thống cây trồng cụ thể cho từng chất ựất ở vùng đBSH như sau:

+ Trên ựất hai vụ lúa chủ ựộng nước tưới Ờ tiêu: Lúa Xuân Ờ lúa Mùa Ờ cây vụ đông (khoai tây, khoai lang, ngô, rauẦ )

+ Trên ựất hai vụ lúa ngập nước: Lúa Xuân Ờ lúa Mùa Ờ rau mùa đông

- Theo Bùi Huy đáp (1993) [12], sắp xếp lại cách sản xuất, bố trắ lại chế ựộ luân canh, sử dụng ựất ựai hợp lý hơn và phù hợp với ựiều kiện tự nhiên của mỗi ựịa phương thì có thể ựưa vụ ựông trở thành vụ cây trồng chắnh Diện tắch ựất 2 vụ lúa giữa vụ mùa năm trước và vụ xuân năm sau có khoảng thời gian bỏ trống từ khoảng 3 tháng, ựủ ựể gieo trồng một loại cây vụ ựông Trên những chân rộng vàn hay cao nếu cấy lúa mùa sớm cũng có thể làm một vụ màu ựông với những loại cây ưa lạnh Những diện tắch chỉ cấy 1

vụ lúa mùa, còn vụ ựông xuân thường trồng màu (phần lớn là những giống màu 5-6 tháng) Thay ựổi cơ cấu lúa mùa, tăng mùa sớm và mùa chắnh vụ,

hạn chế mùa muộn và thay ñổi cơ cấu các giống màu, sử dụng nhiều giống màu ở vụ xuân ngắn ngày hơn sẽ có thể sắp xếp ñược thời gian cho gieo trồng

1 vụ màu ñông

- Theo Tôn Thất Chiểu và cộng sự (1993) [4], ngoài luân canh tăng vụ với cây lương thực, cây công nghiệp, cây làm thức ăn gia súc còn có những hệ thống cây trồng luân canh dược liệu với cây lương thực hoặc cây công nghiệp ngắn ngày

- Theo Phạm Chí Thành (1988) [30], ở nước ta cũng như nhiều nước ñang phát triển khác ñã áp dụng một chiến lược phát triển chủ yếu dựa vào thành tựu của “cách mạng xanh” nhằm tập chung sản xuất một số sản phẩm nông nghiệp quan trọng như lúa nước, lúa mỳ, ngô, ñậu ñỗ… bằng cách tập chung ñầu tư vào một số nhân tố quan trọng nhất và cũng dễ cải tiến nhất những ứng dụng những giống có năng suất cao, thủy lợi, phân bón hóa học và thuốc trừ dịch hại

- Tác giả Vũ Tuyên Hoàng (1987) [18], trong nghiên cứu về sản xuất lương thực ở vùng trung du và miền núi ñã nhận xét: Các loại cây lương thực cần ñược sắp xếp theo các hệ thống cây trồng hợp lý, trên cơ sở thâm canh, tăng vụ Trong hệ thống cây trồng, cần xác ñịnh cây chủ lực (có thể là lúa, ngô hoặc cây khác tùy theo ñiều kiện của nơi sản xuất) Hệ thống cây lương thực ở trung du và miền núi khá phong phú: các loại cây có hạt như: lúa, ngô, cao lương, mì bạch …, các loại có củ như: sắn, khoai lang, củ mỡ …, các loại ñậu ñỗ như: ñậu tương, ñậu ñen, ñậu xanh …, và nhiều loại cây lương thực thực phẩm khác như: lạc, vừng, rau … Tác giả cũng cho rằng: “vấn ñề lớn nhất hiện nay là chọn lựa những loại cây lương thực thích hợp và cho năng suất cao, ñáp ứng ñược nhu cầu của từng dân tộc”

Nhiều tác giả như Lê Duy Thước (1991) [32], Bùi Quang Toản (1992) [37], ðặng Thị Ngoan và cộng tác viên (CTV), (1994) [24] … ñã quan tâm ñến vân ñề luôn canh, xen canh trong hệ thống cây trồng và vấn ñề nông lâm kết hợp trên các vùng ñất dốc

Theo Bùi Quang Toản và cộng sự (1993) [36] phương thức kiến thiết ñồng ruộng thành nương bậc thang thấp dần trồng chủ yếu cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả có tán che mát ñất, xen với cây ngắn ngày (lúa, mầu, ñậu, ñỗ, cây phân xanh) và với các cây bản lá rộng, bãi cỏ chăn nuôi tạo nên nhiều tầng sinh thái theo phương thức nông lâm kết hợp Hệ thống cây trồng theo kiểu vườn rừng ở các tỉnh trung du, miền núi là hệ thống cây trồng hiệu quả kinh tế cao, làm tăng thu nhập cho các hộ gia ñình, tạo ra hiệu quả xã hội lớn và cải thiện ñược môi trường sinh thái

- Tác giả Lê Duy Thước (1991) [32] cho rằng biện pháp sử dụng ñất có hiệu quả là bố trí một chế ñộ canh tác hợp lý, triệt ñể lợi dụng nước trời, áp dụng các biện pháp canh tác (cày bừa, sới sáo, trồng xen trồng gối, phủ xanh ñất …) nhằm bảo vệ giữ gìn tối ña ñộ ẩm trong các lớp ñất, ñảm bảo cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt

- Theo ðặng Thị Ngoan và CTV (1994) [24] trong quá trình xây dựng

mô hình hệ thống cây trồng trên các vùng ñồi trồng cây ăn quả ñã rút ra kết luận: Trên ñối là cây ăn quả dài ngày (vải, nhãn, ñiều …), trồng cây cốt khí theo ñường ñồng mức, giữa các băng này trồng các loại cây ăn quả sớm cho thu hoạch Cây phân xanh có tác dụng tốt trong việc giữ ñất, chống xói mòn

Với quan ñiểm về sinh thái học, các nhà nghiên cứu sinh thái cho rằng trong một tiểu vùng sinh thái nhất ñịnh cần ñảm bảo ñộ che phủ ñât quanh năm, tối ưu phát huy tác dụng ñược khả năng quang hợp của nhiều loại cây trồng xen, ghép trang thủ ñược không gian với nhiều tầng sinh thái và hạn chế

ñược ñến mức cao nhất tình trạng rửa trôi, xói mòn ñất Do ñó khi nghiên cứu

về hệ thống cây trồng ở vùng ñồi núi cần chú ý tới tỷ lệ phối hợp các loại cây trồng trong hệ thống ñược xác ñịnh

- ðiều tra nghiên cứu và ñánh giá hệ thống cây trồng trên các nhóm ñất khác nhau ở ðBSH ñã khẳng ñịnh hệ thống canh tác 3 – 4/năm, bằng các loại rau mầu cao cấp ñạt giá trị kinh tế cao nhất (trên 60 triệu/ha/năm, thậm chí trên 100 triệu ñồng/ha/năm) Những hệ thống cây trồng cho giá trị thu nhập cao phổ biến hiện nay là thay ñổi phương thức canh tác và tăng vụ với 5 giải pháp, ñã thử nghiệm mười loại mô hình hệ thống canh tác mới có thể làm tăng thu nhập 10%

- Một số nghiên cứu ñã từ những năm 1990, ñưa cây ñậu tương vào hệ thống canh tác ở miền bắc Việt Nam ñã có kết luận: ðậu tương hè trong công thức luôn canh lúa xuân - ñậu tương hè - lúa mùa và thích hợp với năng suất ñậu tương khá cao và ổn ñịnh, có thể phát triển rộng rãi ở ñồng bằng và trung

du Bắc bộ

1.3 Biến ñổi khí hậu và cải tiến cây trồng

Theo công ước khung của Liên Hợp Quốc năm 1992, biến ñổi khí hậu (BðKH) ñược ñịnh nghĩa “Biến ñổi khí hậu trái ñất là sụ thay ñổi của hệ thống khí hậu bao gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo” [3]

Nhiều dự báo cho thấy biến ñổi khí hậu ñồng thời làm thay ñổi tình hình an ninh lương thực của nhiều khu vực Những thay ñổi về lượng mưa và những sự kiện thời tiết khắc nghiệt dường như sẽ làm giảm sản lượng cây trồng ở nhiều vùng khác nhau Nước biển dâng cao dần dẫn ñến mất ñi những vùng ñất ven biển và nạn sâm thực của nước mặn, có thể làm giảm năng suất,

Nghiên cứu BđKH ảnh hưởng ựến năng suất cây lương thực ở Việt Nam, Mai Văn Trịnh và cộng sự (2010) [34] ghi nhận tại 7 vùng sinh thái, báo cáo chủ yếu cung cấp những biến ựổi về nhiệt ựộ lượng mưa và phân bố mưa cho từng vùng sinh thái Những BđKH ựã làm suy giảm năng suất cây trồng Riêng ựối với cây ngô, năng suất ngô sẽ bị giảm mạnh ở vùng Tây Nguyên và tăng nhẹ ở đBSH, sông Cửu Long, đông Nam Bộ và Tây Bắc [42]

Nhận ựịnh tình hình thời tiết năm 2010 tại đắk Lắk, Nguyễn Ngọc Khải (2010) [20] cho biết: Riêng mùa khô năm 2009 Ờ 2010, là mùa khô chịu ảnh hưởng của EL Nino với các ựặc trưng là nền nhiệt tăng cao và lượng mưa giảm sút, mưa trái mùa xảy ra ắt, nắng nhiều sẽ gây thiếu hụt nguồn nước [20]

Do ựặc ựiểm về khắ hậu và ựịa hình khác nhau, ảnh hưởng của BđKH mỗi vùng có khác nhau về mức ựộ và nội dung.Nông nghiệp thắch nghi ựược quan tâm từ lâu, nhưng trước diễn trình BđKH ngày càng nhanh, ý nghĩa của nông nghiệp thắch nghi ngày càng quan trọng, trong ựó hệ thống cây trồng thắch nghi ngày càng quan trọng, ựó là hệ thống cây trồng thắch nghi là quan trọng nhất vì ựây là hợp phần của hệ thống nông nghiệp quyết ựịnh an ninh lương thực

Nhà khoa học Uma Shankar Singh (2010) Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) ở Philippine, khẳng ựịnh: Ộgiống lúa chịu ngập là một vắ dụ ựiển hình

về sự thắch nghi ở biến ựổi khắ hậuỢ Các nhà khoa học của IRRI hy vọng ựây

là giống lúa thay thế thắch hợp ở khu vực thường xuyên bị ngập lụt ở châu Á Theo IRRI, các giống lúa ựược cấy gien SUB1 có thể Ộchịu ngập tới 17 ngày, trong khi vẫn duy trì ựược những phẩm chất vốn cóỢ Kể từ tháng 8/2009, IRRI ựã phân phối giống lúa ỘSwarna-SUB1Ợcho 100.000 hộ nông dân ở Ấn

độ, và giống lúa này hiện ựang ựược trồng trên 12 triệu ha trên tổng số 44 triệu ha diện tắch trồng lúa ở Ấn độ [2]

Châu Á là quê hương của nghề trồng lúa, chiếm 91% sản lượng lúa thế giới Trung Quốc và Ấn độ là những nước có sản lượng lúa lớn nhất châu Á Tại vùng phắa Bắc Trung Quốc hạn hán, nhiễm mặn, sa mạc hóa, xói mòn ựất ựã gây ra trở ngại lớn cho việc nâng cao sản lượng lúa Sự bền vững của sản lượng lúa ở Ấn độ luôn bị ựe dọa bởi sự nhiễm mặn, khô hạn

cả vùng ựất thấp và ựất cao Vấn ựề cây lúa bị tác ựộng bởi ựiều kiện bất lợi của môi trường ựã ựược ựề cập với nhiều công trình nghiên cứu như Bennett, 2001, Khush, 1998, 1999Ầ Cây lúa bị hạn thường xuyên trong vùng canh tác nhờ nước trời sẽ ảnh hưởng ựến sinh trưởng và năng xuất, giảm ựọ mở của lá và ựồng hóa CO2 Sự thụ phấn và hình thành các bộ phận cấu thành năng suất để hạn chế những bất lợi của môi trường hạn hán, các gen hval, cor47, p5cs và adc ựược sử dụng cho việc tạo ra những giống lúa chuyển gen chống cạn [46]

Trước những thách thức về sản xuất lúa nói chung, vấn ựề các vụ lúa ngắn ngày, các giống lúa ngắn ngày hay cực ngắn ngày, càng có ý nghĩa chiến lược Vụ lúa ngắn ngày với các giống lúa ngắn ngày, nhằm né tránh ựược các ựiều kiện thiên nhiên bất lợi như hạn hán, ngập lụ, ngập mặn, rét, ựang là những vấn ựề nghiên cứu ựược ựặt ra cấp bách hiện nay cho ngành nông nghiệp (Bùi Huy đáp, 1996 [13]

Vấn ựề khai thác nguồn gen cây chống chịu, là hướng nghiên cứu triển vọng và cây lúa ựã ựạt ựược nhiều kết quả Các loại lúa hoang dại như Oryza rufipogon, Oryza latifoliaẦ ựược dùng làm dòng bố ựể truyền gen kháng bệnh, chịu hạn, chất lượng vào giống lúa thuần Một số dòng, giống có chất lượng, thời hạn sinh trưởng ngắn cũng ựược dùng trong các tổ hợp lai [1]

Ở Mỹ, yếu tố ñầu tiên hạn chế năng suất, sản lượng ñậu tương là khô hạn nhất là vùng phía Nam, nơi lượng mưa không ñồng ñều và thường có nhiệt ñộ cao, bởi vậy công tác chọn tạo giống thích ứng với các ñiều kiện tự nhiên khó khăn luôn ñược chú trọng [47]

Ở Việt Nam ñã có một kết quả bước ñầu về vấn ñề nông nghiệp thích nghi với biến ñổi khí hậu (BðKH), nhưng còn chưa tương xứng với tầm quan trọng của vấn ñề BðKH Một số biện pháp tăng tính thích nghi của nông nghiệp sống chung và né tránh những bất lợi do BðKH ñược ñề xuất: (i) ðối với sản xuất lúa (rút ngắn chu kỳ sản xuất chiếm ruộng bằng giống cực sớm; Rút ngắn chu kỳ sản xuất chiếm ruộng bằng phương pháp kỹ thuật làm mạ cây; Dùng giống lúa cao cây dài ngày mẫn cảm chu kỳ ñể sống chung với lũ; nghiên cứu phát triển cây lúa cạn;(ii) phát triển sản xuất nhiều loại cây lương thực (cây lấy hạt, lấy củi);(iii) phát triển vùng ñồng bằng, sườn ñồi, vườn rừng vùng núi (Nguyễn Hữu tề, ðoàn Văn ðiếm, 1995) [28]

Các biện pháp thích ứng với ñiều kiện BðKH của người dân sản xuất nông nghiệp ñược mô tả bao gồm: phục trắng giống ñịa phương, thay ñổi cơ cấu giống, tăng tỷ lệ giống ngắn ngày, ñiều chỉnh lịch thời vụ, chuyển dịch cửa cống lấy nước, tăng cơ cấu giống chịu mặn, lúa lai, tìm nguồn nước tưới, luân canh, chuyển ñổi nuôi trồng thủy sản 2, cây ăn quả, thời vụ hóa các công thức luân canh, mô hình lúa - cá (Mai Văn Trịnh và cộng sự, 2010) [34] Tóm lại, hệ thống cây trồng chịu tri phối cả yếu tố sinh học, phi sinh học Các yếu tố này vừa là ñiều kiện ñể cải tiến cây trồng ðể ñáp ứng tốt nhất mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững và sử dụng và khai thác một cách hài hòa các lợi thế của yếu tố môi trường chi phối